Geräte, die dort installiert werden, wo brennbare Gase, Dämpfe, Nebel oder brennbare Stäube eine explosionsfähige Atmosphäre bilden können, erfordern einen grundlegend anderen Ansatz für die Produktsicherheit. Ein kleiner Funke, eine heiße Oberfläche, ein elektrischer Fehler, mechanische Reibung oder eine elektrostatische Entladung können zur Zündquelle werden, wenn die umgebende Atmosphäre eine Explosion ermöglicht.
Die Richtlinie 2014/34/EU – allgemein als ATEX-Produktrichtlinie bekannt – legt den europäischen Konformitätsrahmen für Geräte und Schutzsysteme zur bestimmungsgemäßen Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen fest.
Die ATEX-Konformität verbindet daher Produktklassifizierung, Zündgefahrenbewertung, Konstruktion des Explosionsschutzes, Prüfung, Qualitätssicherung in der Fertigung, technische Dokumentation und – je nach Gerätekategorie – die verpflichtende Einbindung einer benannten Stelle.
Ziel ist nicht einfach die Ausstellung eines „Ex-Zertifikats“. Der gesamte Konformitätsweg muss nachweisen, dass das Produkt das erforderliche Schutzniveau für die explosionsfähige Atmosphäre und die Betriebsbedingungen bietet, für die es bestimmt ist.
Navigieren Sie durch diesen Artikel
Erfahren Sie mehr über den ATEX-Anwendungsbereich, Gerätegruppen und -kategorien, explosionsgefährdete Zonen, Gas- und Staubgefahren, Zündquellen, Ex-Schutzkonzepte, Konformitätsbewertung, Prüfung, Kennzeichnung und CE-Konformität.
Die ATEX-Produktrichtlinie verstehen
Die Richtlinie 2014/34/EU gilt für Geräte und Schutzsysteme zur bestimmungsgemäßen Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen.
Eine explosionsfähige Atmosphäre liegt vor, wenn örtliche und betriebliche Bedingungen ein explosionsfähiges Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen, Nebeln oder brennbarem Staub entstehen lassen können.
Welche Produkte fallen unter ATEX?
ATEX umfasst mehr als elektrische Geräte. Sowohl elektrische als auch nichtelektrische Produkte können potenzielle Zündquellen darstellen und daher unter die Richtlinie fallen.
Geräte
Maschinen, Apparate, ortsfeste oder ortsbewegliche Vorrichtungen, Steuerungsbauteile und Instrumentierung zur bestimmungsgemäßen Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen.
Schutzsysteme
Eigenständige Systeme, die eine beginnende Explosion stoppen oder ihren Wirkungsbereich begrenzen sollen.
Sicherheits- & Steuervorrichtungen
Bestimmte Vorrichtungen außerhalb des explosionsgefährdeten Bereichs können dennoch erfasst sein, wenn sie für den sicheren Betrieb von Geräten oder Schutzsystemen im Hinblick auf Explosionsrisiken erforderlich sind.
Komponenten
Bauteile, die für den sicheren Betrieb von Geräten oder Schutzsystemen wesentlich sind, jedoch keine eigenständige Funktion haben.
Typische ATEX-Anwendungen sind Motoren, Pumpen, Ventilatoren, Sensoren, Schalter, Abzweigdosen, Leuchten, Steuerungsausrüstung, Ventile, Getriebe, mechanische Ausrüstung und Explosionsschutzsysteme.
ATEX-Gerätegruppen & -kategorien
Die Richtlinie unterteilt Geräte nach der Umgebung, in der sie betrieben werden sollen, in zwei Hauptgruppen.
Gerätegruppe I
Geräte für Untertagebetriebe von Bergwerken sowie deren Übertageanlagen, die durch Grubengas und/oder brennbare Stäube gefährdet werden können.
Gerätegruppe II
Geräte für sonstige Bereiche, in denen explosionsfähige Atmosphären auftreten können.
| Gerätegruppe | Kategorie | Schutzniveau | Typisches Prinzip |
|---|---|---|---|
| Gruppe I | M1 | Sehr hoch | Die Geräte sollen auch unter sehr anspruchsvollen Fehlerbedingungen in Bergbauumgebungen funktionsfähig bleiben. |
| Gruppe I | M2 | Hoch | Die Geräte sind für ein hohes Schutzniveau ausgelegt und müssen beim Auftreten einer explosionsfähigen Atmosphäre gegebenenfalls abgeschaltet werden. |
| Gruppe II | 1 | Sehr hoch | Die Geräte bieten ein sehr hohes Schutzniveau für Bereiche, in denen explosionsfähige Atmosphären häufig oder ständig vorhanden sein können. |
| Gruppe II | 2 | Hoch | Die Geräte bieten ein hohes Schutzniveau, wo explosionsfähige Atmosphären gelegentlich auftreten können. |
| Gruppe II | 3 | Normal | Die Geräte bieten das erforderliche Schutzniveau, wo explosionsfähige Atmosphären unwahrscheinlich sind oder nur kurzzeitig auftreten. |
Zonen und Gerätekategorien sind nicht dasselbe
Eines der häufigsten ATEX-Missverständnisse besteht darin, Zoneneinteilung und Gerätekategorie so zu behandeln, als handle es sich um dasselbe regulatorische Konzept.
Sie hängen zusammen, stammen jedoch aus unterschiedlichen Teilen des europäischen Explosionsschutzrahmens.
Zone
Eine Arbeitsplatzklassifizierung auf Grundlage der Häufigkeit und Dauer, mit der eine explosionsfähige Atmosphäre vorhanden sein kann.
Gerätekategorie
Eine Produktklassifizierung, die festlegt, welches Explosionsschutzniveau das Gerät bieten muss.
| Atmosphäre | Zone | Auftreten explosionsfähiger Atmosphäre | Typische Zuordnung zur Gerätekategorie |
|---|---|---|---|
| Gas / Dampf / Nebel | Zone 0 | Ständig, häufig oder über lange Zeiträume vorhanden | Kategorie 1 |
| Gas / Dampf / Nebel | Zone 1 | Tritt im Normalbetrieb gelegentlich auf | Kategorie 1 oder 2 |
| Gas / Dampf / Nebel | Zone 2 | Im Normalbetrieb nicht wahrscheinlich oder nur kurzzeitig | Kategorie 1, 2 oder 3 |
| Brennbarer Staub | Zone 20 | Ständig, häufig oder über lange Zeiträume vorhanden | Kategorie 1 |
| Brennbarer Staub | Zone 21 | Tritt im Normalbetrieb gelegentlich auf | Kategorie 1 oder 2 |
| Brennbarer Staub | Zone 22 | Im Normalbetrieb nicht wahrscheinlich oder nur kurzzeitig | Kategorie 1, 2 oder 3 |
Klassifizierung von Gasen, Dämpfen & brennbaren Stäuben
Explosionsschutz erfordert mehr als die Feststellung, ob es sich beim gefährlichen Stoff um ein Gas oder einen Staub handelt. Die Eigenschaften der explosionsfähigen Atmosphäre beeinflussen Geräteauswahl und Kennzeichnung.
Gasgruppen
Geräte für Gasatmosphären können nach der anwendbaren Gasuntergruppe und der Schwere der Zündeigenschaften klassifiziert werden.
Staubgruppen
Geräte für brennbare Stäube werden nach Art und Eigenschaften der Staubgefahr bewertet.
Temperaturklasse
Die maximale Oberflächentemperatur des Geräts muss für die Zündeigenschaften der jeweiligen explosionsfähigen Atmosphäre geeignet bleiben.
Umgebungsbedingungen
Umgebungstemperatur und andere Umweltbedingungen können die Eignung und Zertifizierung von Ex-Geräten beeinflussen.
Zündgefahrenbewertung
Der Explosionsschutz beginnt mit der Identifizierung jeder plausiblen Zündquelle, die mit dem Produkt verbunden ist.
Elektrische Funken
Schaltvorgänge, Kontakte, Fehler und Lichtbögen können eine brennbare Atmosphäre entzünden.
Heiße Oberflächen
Motoren, Lager, Widerstände, Bremsen und andere Bauteile können zündfähige Temperaturen erreichen.
Mechanische Funken
Schlag und Reibung zwischen Werkstoffen können mechanisch erzeugte Zündquellen hervorrufen.
Statische Elektrizität
Aufladung und Entladung elektrostatischer Ladungen können für viele Werkstoffe und Produktkonfigurationen relevant sein.
Flammen & heiße Gase
Verbrennungsprozesse, Abgase und innere Zündungen können besondere Einschluss- oder Schutzmaßnahmen erfordern.
Weitere Energiequellen
Elektromagnetische, optische, Ultraschall-, kompressionsbedingte und andere Energiequellen können gegebenenfalls eine Bewertung erfordern.
Atmosphäre bestimmen
Gas, Dampf, Nebel oder brennbarer Staub.
Zündquellen identifizieren
Elektrische, mechanische, thermische und elektrostatische Quellen.
Fehler bewerten
Normalbetrieb und für die Kategorie relevante Fehler berücksichtigen.
Schutz anwenden
Geeignete Explosionsschutzprinzipien auswählen.
Explosionsschutzkonzepte
Explosionsschutz kann je nach Gerät, explosionsfähiger Atmosphäre und erforderlichem Schutzniveau durch unterschiedliche technische Konzepte erreicht werden.
| Typisches Schutzkonzept | Allgemeines Prinzip |
|---|---|
| Ex d — Druckfeste Kapselung | Schließt eine innere Explosion ein und verhindert, dass sie die umgebende explosionsfähige Atmosphäre entzündet. |
| Ex e — Erhöhte Sicherheit | Wendet zusätzliche Maßnahmen an, um Lichtbögen, Funken und unzulässige Temperaturen im festgelegten Betrieb zu verhindern. |
| Ex i — Eigensicherheit | Begrenzt die elektrische Energie so, dass unter festgelegten Normal- und Fehlerbedingungen keine Zündung erfolgen kann. |
| Ex p — Überdruckkapselung | Hält einen schützenden Gasüberdruck oder eine Spülung aufrecht, um das Eindringen einer explosionsfähigen Atmosphäre in kritische Räume zu verhindern. |
| Ex t — Schutz durch Gehäuse | Wird häufig für Atmosphären mit brennbarem Staub eingesetzt, indem Staubeintritt und Oberflächentemperatur begrenzt werden. |
| Ex m — Vergusskapselung | Potenziell zündfähige Teile werden in eine schützende Vergussmasse eingebettet. |
Harmonisierte ATEX-Normen
Harmonisierte europäische Normen liefern detaillierte technische Methoden für Konstruktion, Bewertung und Prüfung von Geräten anhand der grundlegenden Gesundheits- und Sicherheitsanforderungen der ATEX.
Normenreihe EN IEC 60079
Weit verbreitet für elektrische Geräte in explosionsfähigen Gas- und Staubatmosphären.
Nichtelektrische Geräte
Einschlägige Normen behandeln Zündgefahrenbewertung und Schutzkonzepte für nichtelektrische Geräte.
Schutzsysteme
Produktspezifische Normen können Explosionsentkopplung, -unterdrückung, -druckentlastung und andere Funktionen von Schutzsystemen behandeln.
Schnittstellen zur Installation
Weitere technische Normen können für Installation, Inspektion und Wartung von Ex-Geräten relevant sein.
ATEX-Prüfung & technische Bewertung
ATEX-Prüfungen unterscheiden sich erheblich je nach Schutzkonzept, Produktkategorie, Geräteart und explosionsfähiger Atmosphäre.
Temperaturprüfung
Verifizierung, dass relevante Oberflächen unter festgelegten Bedingungen innerhalb zulässiger Temperaturgrenzen bleiben.
Prüfung der druckfesten Kapselung
Gehäuse können gegebenenfalls eine Druck- und Zünddurchschlagsprüfung im Zusammenhang mit dem Schutzkonzept erfordern.
Bewertung der Eigensicherheit
Stromkreisenergie, Fehlerbedingungen, Bauteilparameter und Trennabstände können eine detaillierte Bewertung erfordern.
Schutzart (IP)
Der Gehäuseschutz kann entscheidend sein, insbesondere bei Anwendungen mit brennbarem Staub.
Mechanische Bewertung
Schlagfestigkeit, Gehäuseintegrität und mechanische Zündrisiken können eine Bewertung erfordern.
Elektrostatische Bewertung
Werkstoffe, Oberflächen und Ladungsansammlung müssen gegebenenfalls bewertet werden, wenn elektrostatische Entladungen zur Zündquelle werden können.
Die Kategorie bestimmt den ATEX-Konformitätsweg
Das ATEX-Konformitätsbewertungsverfahren hängt stark von Gerätegruppe, Gerätekategorie und Geräteart ab.
| Geräteklassifizierung | Typischer regulatorischer Weg | Rolle der benannten Stelle |
|---|---|---|
| Gruppe I M1 / Gruppe II Kategorie 1 | EU-Baumusterprüfung in Verbindung mit Qualitätssicherung Produktion oder Prüfung der Produkte. | Verpflichtend |
| Gruppe I M2 / Gruppe II Kategorie 2 — elektrische Geräte und Verbrennungsmotoren | EU-Baumusterprüfung, gefolgt von einem anwendbaren Verfahren zur Produktionskonformität. | Verpflichtend |
| Gruppe I M2 / Gruppe II Kategorie 2 — sonstige Geräte | Interne Fertigungskontrolle mit Übermittlung/Hinterlegung der technischen Dokumentation gemäß dem Verfahren der Richtlinie. | Begrenzte gesetzliche Einbindung |
| Gruppe II Kategorie 3 | Interne Fertigungskontrolle. | In der Regel nicht verpflichtend |
Klassifizieren
Gruppe, Kategorie und Atmosphäre bestimmen.
Gefahren bewerten
Plausible Zündquellen identifizieren.
Schutz auswählen
Geeignetes Ex-Schutzkonzept festlegen.
Normen auswählen
Anwendbare harmonisierte Normen ermitteln.
Prüfen
Erforderliche Prüfungen und Verifizierungen abschließen.
Produktion bewerten
Erforderliches Verfahren zur Produktionskonformität anwenden.
Erklären
EU-Konformitätserklärung erstellen.
Kennzeichnen
CE- und ATEX-Kennzeichnung korrekt anbringen.
ATEX- & Ex-Kennzeichnung verstehen
Die Kennzeichnung von ATEX-Geräten vermittelt wichtige Informationen über die vorgesehene Anwendung in explosionsfähigen Atmosphären und das Schutzniveau des Produkts.
CE-Kennzeichnung
Zeigt die Konformität mit den anwendbaren EU-Harmonisierungsrechtsvorschriften an, die eine CE-Kennzeichnung vorschreiben.
Ex-Symbol
Kennzeichnet Geräte zur Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen.
Gerätegruppe & Kategorie
Gibt die vorgesehene ATEX-Anwendung und das erforderliche Schutzniveau an.
Gas-/Staubangaben
Zusätzliche Kennzeichnungen geben die Eigenschaften der jeweiligen explosionsfähigen Atmosphäre und das Schutzkonzept an.
Je nach Produkt und anwendbaren Normen kann die Kennzeichnung auch Angaben wie Schutzkonzept, Gas- oder Staubgruppe, Temperaturklasse, Geräteschutzniveau und Grenzen der Umgebungstemperatur enthalten.
Technische ATEX-Dokumentation
Die technische Dokumentation sollte ausreichende Nachweise für die Konformität des Produkts mit den anwendbaren grundlegenden Gesundheits- und Sicherheitsanforderungen der ATEX liefern.
Häufige ATEX-Konformitätsfehler
| Häufiges Problem | Warum es ein Risiko darstellt |
|---|---|
| Zone und Gerätekategorie verwechselt | Das ausgewählte Produkt bietet möglicherweise ein ungeeignetes Schutzniveau. |
| Falsche Gas- oder Staubgruppe | Das Gerät ist möglicherweise nicht für die tatsächliche explosionsfähige Atmosphäre geeignet. |
| Temperaturklasse nicht beachtet | Geräteoberflächen können die sicheren Grenzwerte für den betreffenden Stoff überschreiten. |
| Ex-zertifizierte Komponente als Zulassung der Gesamtmaschine behandelt | Die Integration kann neue Zündquellen einführen oder Annahmen zur Komponente ungültig machen. |
| Mechanische Zündquellen übersehen | Reibung, Lager oder Schläge können eine Zündung verursachen, selbst wenn die elektrische Konstruktion konform ist. |
| Nicht genehmigter Austausch von Werkstoffen oder Komponenten | Änderungen können zünddurchschlagsichere Spalte, Temperaturen, elektrostatisches Verhalten oder die Schutzintegrität beeinflussen. |
| Falsches Konformitätsmodul verwendet | Die verpflichtende Einbindung einer benannten Stelle kann unterbleiben. |
| ATEX-Kennzeichnung ohne technische Begründung übernommen | Die Kennzeichnung kann Schutzeigenschaften angeben, die durch die Konformitätsnachweise nicht gestützt sind. |
Von der Zoneneinteilung zum belastbaren Explosionsschutz
ATEX-Konformität ist letztlich eine Übung in der Beherrschung von Zündrisiken. Das Gerät muss nicht nur für das allgemeine Konzept eines „explosionsgefährdeten Bereichs“ geeignet sein, sondern für die konkrete Atmosphäre, das Schutzniveau, die Gas- oder Staubeigenschaften, Temperaturgrenzen und Betriebsbedingungen, unter denen es eingesetzt wird.
Eine erfolgreiche Konformität beginnt daher mit der korrekten Klassifizierung und setzt sich über Konstruktion, Prüfung, Produktionsabsicherung und technische Dokumentation bis zur abschließenden Kennzeichnung fort.
Die Zertifizierungsfrage
Hat das Produkt das für seine Gerätegruppe und Kategorie geltende Konformitätsverfahren erfolgreich durchlaufen?
Die Engineering-Frage
Beherrscht das gesamte Produkt jede plausible Zündquelle, die für seine vorgesehene explosionsfähige Atmosphäre und die Fehlerbedingungen relevant ist?